并行数据库系统与多媒体对象服务器技术解析

### 并行数据库系统与多媒体对象服务器技术解析 #### 1. 磁盘故障与容错方案 在磁盘集群中，一个磁盘发生故障会使该集群中其他所有磁盘的负载加倍。以 R5 方案为例，为确保磁盘故障时能实时恢复，需预留系统一半的带宽。这意味着在大幅减少缓冲区空间需求的同时，会造成显著的带宽损失。 #### 2. 资源利用改进措施 资源利用可通过不同方案进行改进，主要分为顺序型和非顺序型方案： - **顺序型方案**：与基于顺序型 RAID 的方案相比，可通过构建数据布局和检索调度来改善缓冲区空间需求。在正常操作时，以接近所需显示速率的速度检索数据，而非一次性检索整个奇偶校验组。当发生故障时，修改检索调度以访问所需信息。不过，故障发生时需要额外的缓冲区空间来存储用于重建丢失数据的信息。为节省缓冲区空间，可以只为部分集群提供故障时操作所需的缓冲区，牺牲一定的系统可靠性，但只要仍高于可接受阈值，就能显著改善缓冲区空间需求和成本。同样，该方法也可用于减少顺序型方案的额外带宽需求。 - **非顺序型方案**：相较于基于 RAID 的非顺序型方案，可通过使奇偶校验组的大小小于磁盘集群的相应大小来提高带宽利用率，类似于传统信息系统中的集群 RAID 方法。较小的奇偶校验组可减少用于检索重建丢失信息所需数据的带宽，但会增加额外的存储空间用于存储冗余信息。 #### 3. 混合工作负载服务器问题与解决方案 现代应用可通过共享网络带宽、磁盘带宽等资源降低成本，但不同应用的性能和服务质量（QoS）要求及资源需求特性差异很大，给资源管理带来困难。以下是几种应对方法： | 方法 | 说明 | 优缺点 | | --- | --- | --- | | 资源共享 | 尽力在不同类请求间共享资源以满足性能或 QoS 要求 | 简单但难以保证各类请求的需求 | | 资源分区 | 将可用资源分配给不同类工作负载，维护独立服务器 | 可能导致资源闲置或过载，且需维护数据一致性 | | 资源共享技术 | 采用技术在不同类型工作负载间共享资源，同时在一定程度上满足其性能和 QoS 约束 | 较为合理的解决方案 | 多媒体存储服务器可服务多种应用，处理连续（实时）和非连续（非实时）两种工作负载。实时工作负载如视频流请求，要求低延迟启动视频显示并以特定速率传输数据；非实时工作负载如视频计费查询等，虽无抖动要求，但仍需合理的响应时间。 #### 4. 随机 I/O 与多媒体数据访问 新的多媒体应用（如 3D 交互式虚拟世界）的 I/O 模式难以预测。用户在 3D 虚拟世界中以可变速度和自定义路径导航，显示引擎需不断从磁盘检索附近